Susam sapı, susam sapı aktif karbonları ve farklı sıcaklıklarda elde edilen bio-charlarının atık sulardan ağır metal gideriminde değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, sulu çözeltilerden ağır metal ve 2,4-diklorofenoksiasetik asit (2,4-D) türü pestisit gideriminde, ülkemizde tarımı yapılan yağ bitkileri içerisinde önemli bir yeri olan susam bitkisinin doğal atığı olan susam sapı biyokütlesinin biyosorbent ve adsorban hammaddesi olarak kullanımı çalışılmıştır. Çalışma biyokütle ile biyosorpsiyon, farklı sıcaklıklarda piroliz sonucu elde edilen susam sapı bio-charları ve kimyasal aktivasyon sonucu elde edilen aktif karbonları ile adsorpsiyon işlemlerini içermektedir. Hammaddenin karakterizasyonunun ardından ısıl işlem sonucu elde edilen katı ürünlerin karakterizasyonu yapılmıştır. Farklı sıcaklıklar ile kimyasalların elde edilecek adsorbanların gözenek yapısına ve yüzeyine etkileri incelenmiştir. Hammadde ve elde edilen ürünler FT-IR ve SEM yöntemleri uygulanarak karakterize edilmişlerdir. Biyokütle ve elde edilen adsorbanlar ile sulu çözeltilerdeki Fe(III), Cr(III) ve 2,4-D adsorpsiyon çalışmaları üzerine; çözelti pH'ı, adsorban miktarı, başlangıç çözelti derişimi, temas süresi ve sıcaklık gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Adsorpsiyon izotermleri, kinetik eşitlikler ve termodinamik fonksiyonlara ait parametreler belirlenmiş ve tartışılmıştır.Anahtar Kelimeler: Ağır metal, Susam Sapı, Bio-char, Aktif Karbon, Adsorpsiyon, Karakterizasyon

In this study, the usage of sesame stalk, the natural waste of sesame which is an important oil plant in our country, was evaluated for removal of heavy metal ions and 2,4-D from aqueous solutions. This study included biosorption with raw biomass, and adsorption with bio-chars obtained by pyrolysis of sesame stalk at different temperatures and activated carbons obtained by chemical activation. Firstly, raw material was characterized and then the characterization of solid products obtained by heat treatment were carried out. Effects of different temperatures and chemicals were examined on the pore structure and the surface of obtained adsorbents. Raw material and solid products were characterized by using FT-IR and SEM characterization techniques. The effects of initial pH of the solution, adsorbent dosage, initial metal ion concentration, temperature and contact time on the removal of Fe(III), Cr(III) and 2,4-D from aqueous solutions were determined. Adsorption isotherms, kinetic expressions, and parameters of thermodynamic functions were calculated and discussed.Keywords: Heavy metal, Sesame Stalk, Bio-char, Activated Carbon, Adsorption, Characterization